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https://m.toutiao.com/is/CLWZrSmoFXA/ 1958年深秋，北京故宮博物院庫(kù)房?jī)?nèi)，文物修復(fù)專家王振鐸的手指在泛黃的《新儀象法要》書頁上微微顫抖。這部明代抄本記載的機(jī)械裝置，竟與歐洲14世紀(jì)出現(xiàn)的機(jī)械鐘驚人相似。當(dāng)他把測(cè)繪圖紙拼湊還原時(shí)，一個(gè)震撼的發(fā)現(xiàn)浮出水面——中國(guó)人在1092年就造出了機(jī)械鐘的核心裝置，比歐洲最早的威克鐘整整早了600年。  《新儀象法要》是宋朝天文學(xué)家蘇頌為水運(yùn)儀象臺(tái)所作的設(shè)計(jì)說明書 時(shí)間回溯到1127年，開封城破的濃煙遮蔽了紫微宮的鎏金穹頂。金兵闖入大宋欽天監(jiān)，擄走了一座三層樓高的青銅儀器，它是人類歷史上第一臺(tái)水力天文鐘“水運(yùn)儀象臺(tái)”。金兵將水運(yùn)儀象臺(tái)拆解運(yùn)往燕京途中，樞輪裝置在黃河渡口沉沒。隨行的宋國(guó)工匠發(fā)現(xiàn)，女真鐵匠竟將青銅齒輪熔鑄成箭鏃。這場(chǎng)劫難不僅摧毀了物理實(shí)體，更切斷了技術(shù)傳承的經(jīng)脈，元代的郭守敬造“大明殿燈漏”時(shí)，不得不重新發(fā)明擒縱機(jī)構(gòu)。 當(dāng)歐洲修道院的晨鐘還在依賴日晷報(bào)時(shí)，北宋王朝已掌握將天體運(yùn)行轉(zhuǎn)化為機(jī)械節(jié)律的終極奧秘。但這場(chǎng)超前600年的技術(shù)革命，最終卻湮沒在歷史的塵埃中。 一、塵封的科技圣殿在開封龍亭湖畔的北宋司天監(jiān)遺址下，考古探鏟帶出的土層中夾雜著青銅齒輪的殘片。這些布滿綠色銅銹的機(jī)械構(gòu)件，正是蘇頌主持建造的水運(yùn)儀象臺(tái)遺留物。這座高12米、寬7米的木質(zhì)巨構(gòu)，曾是11世紀(jì)地球上最精密的計(jì)時(shí)裝置。 元祐元年（1086年），年過六旬的蘇頌在紫宸殿陷入兩難。新繼位的哲宗皇帝要求重制被金人索走的天文儀器，但精通星象的老臣深知：傳統(tǒng)渾儀已無法滿足精確制歷需求。當(dāng)宰相呂大防質(zhì)疑“何不造可自行之儀”時(shí)，一個(gè)瘋狂構(gòu)想在蘇頌這位集天文學(xué)家、藥物學(xué)家、外交家于一身的奇才腦中成形。  蘇頌畫像 蘇頌（1020－1101年）字子容，廈門同安（今福建廈門）人，23歲考中進(jìn)士，歷經(jīng)北宋仁宗、英宗、神宗、哲宗、徽宗五朝，從政50多年。他博聞廣識(shí)，遍覽圖緯陰陽、五行星歷、訓(xùn)詁文字及百家方技之書，深探其源，皆有所得，尤其在自然科學(xué)方面的成就顯著，曾奉詔校訂多種醫(yī)典，帶隊(duì)研制出水運(yùn)儀象臺(tái)，可用以觀測(cè)天象、推演天體運(yùn)行規(guī)律，被譽(yù)為“中國(guó)版的達(dá)·芬奇”。英國(guó)著名科技史學(xué)者李約瑟稱其為“中國(guó)古代和中世紀(jì)最偉大的博物學(xué)家和科學(xué)家”。 廈門同安蘇頌公園中的蘇頌銅像 公元1086年，蘇頌以吏部尚書身份“提舉研制新渾儀”。他帶領(lǐng)精通天文和數(shù)學(xué)的韓公廉、精通機(jī)械制造的王沇之等技術(shù)人才，以及諸多能工巧匠，組成“詳定制造水運(yùn)渾儀所”，并親自設(shè)計(jì)方案、確定計(jì)劃，歷時(shí)6年，耗銅2萬斤，建造成水運(yùn)儀象臺(tái)，集觀測(cè)天象的渾儀、演示天象的渾象、計(jì)量時(shí)間的漏刻和報(bào)告時(shí)刻的機(jī)械裝置于一體。 整個(gè)水運(yùn)儀象臺(tái)高約12米，寬約7米，共分3層，在報(bào)時(shí)裝置中巧妙地利用了160多個(gè)小木人，鐘、鼓、鈴、鉦四種樂器，不僅可以顯示時(shí)、刻，還能報(bào)昏、旦時(shí)刻和夜晚的更點(diǎn)。其核心“天衡”系統(tǒng)通過樞輪擒縱機(jī)構(gòu)，利用恒定水流實(shí)現(xiàn)機(jī)械等時(shí)運(yùn)動(dòng)，每日誤差不超過20秒。  水運(yùn)儀象臺(tái)圖譜 水運(yùn)儀象臺(tái)的誕生具有里程碑的意義。它不僅是代表了北宋最高的科技成果，同時(shí)創(chuàng)造了三項(xiàng)“世界第一”：一是渾儀轉(zhuǎn)動(dòng)裝置（望筒）可以跟隨天體運(yùn)動(dòng)，是現(xiàn)代天文臺(tái)轉(zhuǎn)移鐘的雛形，比羅伯特·胡克等西方科學(xué)家早了6個(gè)世紀(jì)；二是控制儀象臺(tái)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的“天衡”系統(tǒng)（擒縱器）是現(xiàn)代機(jī)械鐘表的先驅(qū)。被英國(guó)的李約瑟認(rèn)為“很可能是歐洲中世紀(jì)天文鐘的直接祖先”；三是水運(yùn)儀象臺(tái)的活動(dòng)屋頂可根據(jù)觀測(cè)需要和天氣情況自由開啟關(guān)閉，是現(xiàn)代天文臺(tái)自動(dòng)啟閉圓頂?shù)淖嫦取?/p> 同時(shí)，蘇頌總結(jié)制儀過程撰寫《新儀象法要》三卷，成為中國(guó)現(xiàn)存最早的水力運(yùn)轉(zhuǎn)天文儀器專著，同時(shí)創(chuàng)下兩項(xiàng)世界紀(jì)錄：一是全書圖文并茂，囊括了天文儀器和機(jī)械傳動(dòng)的全圖、分圖、零件圖等50多幅，機(jī)械零件圖150多幅，是世界上保存至今最早最完整的機(jī)械圖紙；二是書中附有通過水運(yùn)儀象臺(tái)觀測(cè)到的5幅星圖，繪星1464顆，比歐洲在400多年后文藝復(fù)興前所觀測(cè)到的還要多400多顆，成為歷史上流傳下來的全天星圖中保存在國(guó)內(nèi)的最早星圖。 千年之后，蘇頌的廈門祖宅——蘆山堂，坊門上還刻著對(duì)聯(lián)：
 廈門同安蘆山堂 二、跨越時(shí)空的技術(shù)對(duì)話公元1101年，82歲的蘇頌在今江蘇鎮(zhèn)江壽終正寢，對(duì)他來說是不幸，也是幸運(yùn)。 1127年，北宋遭遇滅頂之災(zāi)，靖康之變爆發(fā)，金兵攻入汴京，洗劫開封，掠走了剛建成35年的水運(yùn)儀象臺(tái)，運(yùn)至燕京途中遭毀壞。 宋室南遷后，曾多次想要再造水運(yùn)儀象臺(tái)，先后找了幾人來主導(dǎo)此事：首先找到了蘇頌的助手袁惟幾，他參與了元祐年間儀象臺(tái)的研制工作，但沒有成功；再找來蘇頌之子蘇攜，“考質(zhì)舊法，而蘇攜亦不能通也”；后來又讓秦檜、朱熹等進(jìn)行研制，也都沒能成功制成。還有說，當(dāng)年蘇頌的學(xué)生韓公廉試圖復(fù)制時(shí)，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵部件“天關(guān)”的銅錫配比已成謎?？梢?，水運(yùn)儀象臺(tái)影響之深遠(yuǎn)，構(gòu)造之精妙。而南宋紹興年間（1137年）再建的水鐘，報(bào)時(shí)誤差竟達(dá)半個(gè)時(shí)辰。 在蘇頌的工程日志里，我們發(fā)現(xiàn)了令人驚嘆的細(xì)節(jié)：為確保齒輪咬合精度，工匠們采用失蠟法鑄造青銅構(gòu)件；為調(diào)節(jié)水流速度，設(shè)計(jì)了“天池平水壺”二級(jí)穩(wěn)流系統(tǒng)；最關(guān)鍵的擒縱機(jī)構(gòu)“天衡”，通過左右天鎖交替卡住樞輪，實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)代機(jī)械表游絲擺輪異曲同工的等時(shí)性控制。 蘇頌在科技方面的斐然成就在儒家價(jià)值體系中，并沒有為他贏得多少贊譽(yù)。千年后，蘇頌等來了英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士李約瑟博士。  李約瑟博士 李約瑟受英國(guó)皇家學(xué)會(huì)任命于1942年到1946年在重慶擔(dān)任中英科學(xué)合作館館長(zhǎng)一職。期間，他結(jié)識(shí)了竺可楨、傅斯年等中國(guó)科學(xué)家和學(xué)者，收集了大量的中國(guó)科學(xué)技術(shù)史文獻(xiàn)，也接觸到了水運(yùn)儀象臺(tái)的資料。 他認(rèn)為水運(yùn)儀象臺(tái)的機(jī)械傳動(dòng)裝置非常精密精準(zhǔn),類似于現(xiàn)代鐘表的擒縱器，并且認(rèn)為水運(yùn)儀象臺(tái)“很可能是歐洲中世紀(jì)天文鐘的直接祖先”。李約瑟一直希望能將水運(yùn)儀象臺(tái)復(fù)原，未能如愿。1958年，中國(guó)考古學(xué)家王振鐸復(fù)原了水運(yùn)儀象臺(tái)模型。 當(dāng)李約瑟站在中國(guó)歷史博物館的復(fù)原模型前，他陷入了長(zhǎng)久的沉默。水運(yùn)儀象臺(tái)的擒縱機(jī)構(gòu)圖紙，與他研究的歐洲早期機(jī)械鐘結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)谡构裰行纬甚r明對(duì)比。他忽然意識(shí)到，自己正在見證人類科技史上最驚人的一次時(shí)空錯(cuò)位。 歐洲鐘表史記載：1320年米蘭大教堂安裝機(jī)械鐘時(shí)，市民們驚恐地跪拜這個(gè)“會(huì)說話的魔鬼”；而北宋汴京的朱雀門前，水運(yùn)儀象臺(tái)早已運(yùn)行了2個(gè)多世紀(jì)。更令人費(fèi)解的是，當(dāng)達(dá)·芬奇在米蘭繪制飛行器草圖時(shí)，中國(guó)工匠卻在銷毀祖?zhèn)鞯臋C(jī)械圖譜——明宣德年間，司天監(jiān)官員以“奇技淫巧”為由，將蘇頌的手稿付之一炬。 這種技術(shù)斷層在齒輪精度上體現(xiàn)得尤為明顯。北宋銅齒輪的齒距誤差不超過0.1毫米，與19世紀(jì)瑞士制表車床精度相當(dāng)；而歐洲15世紀(jì)的鐵制齒輪，仍需要手工銼刀反復(fù)修整。但正是這些粗糙的鐵齒輪，最終催生了工業(yè)革命的蒸汽機(jī)，而中國(guó)的科技技術(shù)卻止步不前！ 三、制度困局中的技術(shù)囚徒元祐年間的汴京作坊里，匠戶李三郎正在雕刻報(bào)時(shí)木人的面部。作為世代服役的工匠，他的手藝來自父親口授的《營(yíng)造法式》，卻始終不明白齒輪傳動(dòng)的數(shù)學(xué)原理。這種技藝與學(xué)術(shù)的割裂，成為困住中國(guó)機(jī)械鐘發(fā)展的無形枷鎖。 北宋市井生活 對(duì)比同時(shí)期的歐洲，佛羅倫薩的鐘表匠行會(huì)已在教授齒輪嚙合的正弦定理，而北宋的算學(xué)博士們還在用“周三徑一”計(jì)算圓周率。更致命的是科舉制度對(duì)實(shí)用技術(shù)的排斥——當(dāng)沈括在《夢(mèng)溪筆談》中記錄畢昇活字印刷術(shù)時(shí)，士大夫們正忙于背誦朱熹注疏，準(zhǔn)備科考。 這種制度性缺陷在技術(shù)傳承中顯露無遺。水運(yùn)儀象臺(tái)建成35年后，金兵攻陷汴京，擄走的工匠無法復(fù)原核心裝置，因?yàn)閳D紙上只有“以銅為輪，齒相銜”的模糊描述。而歐洲修道院的鐘表作坊里，每件零件都有標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)圖紙，匠人們正在用阿拉伯?dāng)?shù)字記錄齒輪傳動(dòng)比。 14世紀(jì)歐洲修道院為嚴(yán)格祈禱時(shí)段，催生出重錘驅(qū)動(dòng)的機(jī)械鐘。這項(xiàng)“為上帝計(jì)時(shí)”的技術(shù)迅速世俗化：1386年魯昂市政鐘樓建成后，機(jī)械時(shí)間開始規(guī)范市民生活，最終孕育出工業(yè)革命的精確性需求。 反觀北宋，水運(yùn)儀象臺(tái)始終被限定在皇家天文領(lǐng)域。朝廷嚴(yán)禁民間私習(xí)天文，更遑論機(jī)械制造。當(dāng)蘇頌的擒縱機(jī)構(gòu)原理通過阿拉伯商船西傳時(shí)，故土的技術(shù)火種卻在“重農(nóng)抑商”政策下徹底熄滅。元代王禎《農(nóng)書》中的水力大紡車，證明中國(guó)完全具備發(fā)展機(jī)械工業(yè)的潛力，卻始終困在農(nóng)耕文明的軌道上。 英國(guó)漢學(xué)家李約瑟指出：水運(yùn)儀象臺(tái)的擒縱機(jī)構(gòu)本應(yīng)引發(fā)計(jì)時(shí)革命，但“中國(guó)始終沒有把機(jī)械時(shí)間從天文臺(tái)帶入人間”。這與錢幣史專家彭信威的發(fā)現(xiàn)形成互文——北宋交子紙幣未能演變?yōu)楝F(xiàn)代金融體系，同樣印證著技術(shù)與社會(huì)結(jié)構(gòu)的深層矛盾。 北宋交子 四、文明岔路口的沉思1958年，英國(guó)科技史家李約瑟在臺(tái)灣發(fā)現(xiàn)《新儀象法要》明抄本，揭開水鐘復(fù)原的序幕。2012年，泉州宋代沉船出土的青銅齒輪，其64齒設(shè)計(jì)完美契合蘇頌記載。這些碎片逐漸拼湊出驚人的真相：11世紀(jì)的中國(guó)工匠，已掌握螺旋調(diào)節(jié)器、萬向節(jié)等工業(yè)革命時(shí)期才普及的技術(shù)。 2016年，中國(guó)科技館1:3復(fù)原模型揭幕瞬間，瑞士鐘表大師莫里斯·克萊因目瞪口呆：擒縱機(jī)構(gòu)中的“天鎖”與“關(guān)舌”，竟與寶璣1820年發(fā)明的陀飛輪有異曲同工之妙。更令人震撼的是整機(jī)能源方案——水力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)400年，比現(xiàn)代核電站設(shè)計(jì)壽命還長(zhǎng)。 站在大相國(guó)寺的閣樓上，蘇頌或許預(yù)見到了這個(gè)結(jié)局。他主持編纂的《圖經(jīng)本草》開創(chuàng)了藥物圖譜新體例，卻在《新儀象法要》中刻意隱去了關(guān)鍵部件的制作工藝。這種知識(shí)壟斷的悲劇，在宣和年間的黨爭(zhēng)中愈演愈烈，最終讓領(lǐng)先世界的機(jī)械技術(shù)淪為帝王家的祥瑞擺設(shè)。 當(dāng)利瑪竇在1601年將自鳴鐘獻(xiàn)給萬歷皇帝時(shí)，這個(gè)精巧的西洋物件引發(fā)的不是技術(shù)革新，而是宮廷奢靡之風(fēng)。而在倫敦，約翰·哈里森正用航海鐘解決經(jīng)度測(cè)量難題，大英帝國(guó)的艦隊(duì)即將駛向海洋。兩個(gè)文明的命運(yùn)，在時(shí)間計(jì)量這個(gè)支點(diǎn)上悄然分野，不得不引人深思。 結(jié)語 開封市博物館復(fù)原的水運(yùn)儀象臺(tái) 今日開封市博物館的展區(qū)里，水運(yùn)儀象臺(tái)的1:3復(fù)原模型仍在寂靜運(yùn)轉(zhuǎn)。那些咬合嚴(yán)密的青銅齒輪，仿佛在訴說一個(gè)被遺忘的真理：技術(shù)突破需要自由的學(xué)術(shù)空氣，更需要將知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的制度土壤。當(dāng)我們驚嘆于北宋的科技奇跡時(shí)，更應(yīng)該思考如何避免文明進(jìn)程中技術(shù)困境的再現(xiàn)。清華大學(xué)馮立昇教授指出：水運(yùn)儀象臺(tái)的技術(shù)斷層，本質(zhì)是知識(shí)體系的崩塌。當(dāng)元代廢除科舉中的算學(xué)科目，當(dāng)明代將《天工開物》列為禁書，這個(gè)曾經(jīng)創(chuàng)造出指南車、地動(dòng)儀的文明，最終失去了解碼自身科技成果的能力。 如今，當(dāng)我們驚嘆ChatGPT的智能時(shí)，或許更該深思：蘇頌團(tuán)隊(duì)的智慧為何沒能催生出東方的工業(yè)革命？那個(gè)將星空運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為齒輪咬合的文明，為何最終選擇將時(shí)間凝固在農(nóng)耕文明的圓周里？水運(yùn)儀象臺(tái)的廢墟提醒我們：比技術(shù)湮滅更可怕的，是對(duì)創(chuàng)新基因的系統(tǒng)性遺忘。 【參考文獻(xiàn)】 ①脫脫.宋史[M].北京:中華書局,2011. ②曲相奎.宋朝的那些科學(xué)家[M].北京:中國(guó)言實(shí)出版社,2014. ③林永富、李艷.北宋宰相蘇頌：天文醫(yī)藥雙泰斗[N].福建日?qǐng)?bào),2022-06-29 |
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